机器人如何影响鱼类让研究人员感到惊讶

挪威在养鱼业使用机器人技术方面处于世界领先地位。但技术设备对鱼有什么影响呢?控制论专家埃莱妮·凯拉西迪(EleniKelasidi)表示，这令人惊讶。

“我原以为在水产养殖中使用与石油和天然气相同的技术会非常简单直接，但在我第一次参观养鱼场时，我就受到了严重的警醒，”EleniKelasidi说。当她成为SINTEFOcean水产养殖部门的研究员时，她获得了石油和天然气行业蛇形机器人技术的博士学位。

“我真的不明白它对操作场所的改变有多大，因为一切都在移动，而且工作区域充满了活的动物。让机器人在公海上与管道或涡轮机上停滞的死金属一起工作是完全不同的，”她解释道。机器人进入养鱼业后，水产养殖业已大量采用为石油和天然气行业开发的设备。克拉西迪认为水产养殖需要自己的专业机器人技术，并研究了哪些解决方案对鱼类的干扰最小。

鱼自身的安全距离

“当我们谈论人类与机器人之间的互动时，不言而喻，人类的需求和安全是重中之重。同样的原理构成了鱼机交互项目的基础。我们希望为能够快速高效工作的更好的机器人做出贡献，但当然，它们必须考虑到鱼类的需求和安全，”她说。

EleniKelasidi、挪威科技大学博士后张勤和团队其他成员在三年内收集并分析了与SINTEFACE相关的各种鱼笼的数据。他们从不同地点、一年中的不同时间以及鱼类的不同生命阶段收集了数据。“我们对每个案例进行了多次不同的测量，因此我们收集了大量的数据，”这位高级研究员说。

这项研究提供了一些非常明确的答案，包括鱼与物体保持多大的安全距离。“鱼的大小和它们与异物保持的距离之间的比例实际上是线性的，这让我们所有人都感到惊讶。鱼越小，距离就越短，”克拉西迪说。

放入水中的设备比实际设备本身的体积更大;鱼保持的安全距离，会影响网箱在各种操作过程中的狭窄程度。根据这项研究，饲养员可以知道鱼与他们放下的设备之间的距离。例如，五公斤重的鱼，请保持三米的距离。事实上，与年老的鱼相比，年轻和较小的鱼以更适中的安全距离活动，这意味着实际上可以在幼鱼的网箱中放置更多的设备，而不影响它们的游泳习惯和行为。

颜色、大小、速度和声音都很重要

凯拉西迪说：“当我们知道什么会干扰或影响鱼类时，我们就可以知道技术生产商应该做出哪些调整。”他已经更多地了解了鱼对什么反应以及它忽略了什么。研究人员制作了不同形状、颜色和大小的物体，以观察和量化鱼反应的任何变化。事实证明，形状并不重要：无论是圆柱体还是立方体，鱼的反应都是一样的。

然而，它们与大物体的距离比与小物体的距离大，与黄色装备的距离比与白色装备的距离大。因此，颜色和尺寸是重要因素。正如之前的研究表明的那样，声音和速度也是如此。“我们希望技术提供商在开发新设备时能够利用这些知识。对于我们研究人员来说，下一个目标是开发技术，使自主机器人能够根据鱼的反应调整其行为，尽可能少地干扰鱼。例如，如果机器人的传感器检测到鱼正在躲避机器人，或者显示出一些机器人可以识别为行为改变的东西，因此是潜在的压力因素，它就可以放慢速度，并以对鱼的破坏性较小的方式运行。”克拉西迪解释道。

自适应机器人

“今天，我们不知道鱼儿游离设备是否与压力有关，或者是否可以将其与捉人游戏中逃离追逐者的孩子进行比较。我们需要更多的研究，”克拉西迪说，但他指出，了解鱼对各种元素的行为反应是有用的。如果您需要在鱼笼中进行需要与鱼保持距离的工作，那么了解哪种颜色会让它们远离是很有用的。如果你想靠近它们(也许用相机)，最好知道哪种颜色让它们感觉舒服。

到目前为止，研究人员只测试了黄色和白色，因为这些是当今设备上使用的颜色。在接下来的研究中，他们还将研究当机器人转动或移动时鱼的反应、速度如何影响它，以及水平或垂直运动、有光或无光运动是否有任何区别。克拉西迪的目标是在尽可能少的干扰下进行自主机器人操作。

“挪威水产养殖业是采用技术的先驱，我们希望贡献知识，使该行业能够继续保持其在该领域的世界领先地位。考虑到鱼类福利的机器人技术并没有触及当今该行业面临的最紧迫的问题，但它为未来水产养殖中更好的鱼类福利奠定了基础。”Kelasidi说。挪威研究委员会资助该研究项目，SINTEF和NTNU密切合作，开发可能与水产养殖业当前和未来挑战相关的新知识。